Majoriteten av det synliga materialet i universum består av laddade partiklar eller plasma som kan utveckla magnetfältåterkoppling (MR) på de platser där magnetfältets riktning uppvisar abrupt förändring. Genom MR kan magnetfältsenergin effektivt överföras till plasmans kinetiska och termiska energier, resulterar i att många explosiva plasmafenomen inträffar på solen, planetariska och pulsära magnetosfärer, och även svarta hål.

Gränssnittet eller magnetopausen mellan solvinden och jordens magnetosfär (vid ungefär 70, 000 km från jorden) är en av de mest sannolika platserna i vårt solsystem för förekomsten av MR mellan interplanetära och jordens magnetfält. Jordens magnetopaus är också lättillgänglig för observationer på plats av rymdfarkoster som inte kan utföras på solen och i andra astronomiska miljöer.

Magnetisk återkoppling kan skapa sprickor vid magnetopausgränsen för att förhindra att den ledande magnetosfären perfekt skyddar jordens rymdmiljöer från solvind. I kärnområdena av MR skär magnetfältet med olika riktningar, bildar en X-linje. Identifieringen av MR-signaturer i rymdmiljöer har länge varit en observationsmässig och teoretisk utmaning på grund av det faktum att placeringen av X-linjer inte kan förutbestämas och rymdfarkosten bara kan se begränsade delar av strukturerna. Rymdfarkosten NASA Magnetospheric Multiscale (MMS) som består av fyra satelliter 15 km från varandra och som lanserades 2015 är ett toppmodernt uppdrag som syftar till att studera MRs flerskaliga fysik.

Spegelvågor med krusningar som plasma och magnetiska fält har i stor utsträckning observerats i solsystemet som är produkten av spegelinstabilitet som uppstår under omständigheterna med stor temperaturanisotropi. Specifikt, när temperaturen vinkelrätt mot magnetfältet vida överstiger den parallella temperaturen, plasman kan lätt utveckla spegelinstabiliteten. Sådana anisotropa temperaturegenskaper framgår tydligt av MMS-observationerna som har bidragit till fynden av småskaliga spegelvågor i solvinden som inte setts i tidigare rymdfarkostuppdrag.

Nyligen har ett forskarlag under ledning av professor Lin-Ni Hau vid National Central University (Taiwan) använt NASA MMS rymdfarkostdata tillsammans med de teoretiska modellerna för att för första gången avslöja den övergripande geometrin för magnetisk återkoppling (MR) med närvaron av en X-linje inom den rumsliga domänen på 2000 km x 2000 km. Inom 15-30 sekunder efter att ha korsat över jordens magnetopaus, alla fyra MMS-farkoster med exceptionellt hög tidsupplösning på 0,15 sekunder har fångat, för första gången, signaturerna av spegelvågor som omger X-linjen.

De två MR-evenemangen ligger på 70, 000 km och 150, 000 km från jorden, respektive, och uppvisar gemensamma drag av krusningar i plasma och magnetfält i MR-dammen med rymdfarkostbanorna mindre än 30 km från X-linjerna. Samexistensen av MR och spegelvågor stödjer den tidigare teoretiska förutsägelsen av blandad MR och spegelinstabilitet som kan ge mer drastiska processer av energiomvandling och plasmaacceleration. Den nya upptäckten publicerad i oktobernumret av The Astrophysical Journal Letters (ApJL) av Hau et al. kan ha kastat ljus över den möjliga mekanismen för de explosiva magnetiska återkopplingsfenomenen som uppstår i rymden, sol- och astronomiska plasmamiljöer.